JP3997111B2 - 等方圧加圧成形方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、等方圧加圧成形方法及び装置に関し、特には、金属、セラミックス、樹脂、食品などの被加圧物を加熱し、効率良く等方圧加圧成形する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被加圧物を効率良く等方圧加圧成形する等方圧加圧成形方法としては、例えば、特公平５−１６９６０号公報、特開２００２−３５９９５号公報に提案されたものがある。
【０００３】
特公平５−１６９６０号公報に提案の温水等方圧加圧装置は、被加圧物を出し入れする開口部が温水液面上方に位置するように槽内の温水中に圧力容器を浸漬し、この圧力容器の前記開口部に気密に封止される蓋の下面に取り付けたラックに前記被加圧物を収納し、この被加圧物を反応容器内に収納すると共に温水を圧入することにより、この被加圧物を加圧成型する温水等方圧加圧装置において、前記蓋と結合するピストンを空気圧により駆動させることにより、前記蓋を前記開口部の上方から下降させてこの開口部に装着し、この開口部に装着した前記蓋を上昇させてこの開口部を開放する蓋昇降装置を設けると共に、前記ピストンを軸として前記蓋を前記開口部の上方位置とそれ以外の位置とに回転させる蓋回転装置とを設ける構成とし、この構成により、目的とする蒸気による作業性低下を防止できるとされている。
【０００４】
上記特公平５−１６９６０号公報に提案の技術では、蒸気による作業性低下を防止できるものの、圧力容器の蓋を上昇後に回転する必要があり、大掛かりな装置となる。また、蓋を上昇、回転させた後は、当該蓋を容器上方に戻し、下降して開口部に装着しない限り、圧力容器を稼動させることができず、効率があまり良くない。
【０００５】
また、特開２００２−３５９９５号公報に提案の等方加圧成形方法は、被加圧物を所定の形状に保持するための保持手段をあらかじめ加熱する予熱工程と、前記予熱工程後に、前記被加圧物を、前記保持手段に保持された状態でこれと共に圧力容器内に収納し、圧力容器内に高温の液体を注入して加熱し、前記液体を介して等方加圧を行う成形工程と、を有し、前記成形工程中に、次の成形を行う被加圧物に対し前記予熱工程により加熱を行うもので、これによりタクトタイムの短縮が図れるとされている。そして、要約すれば、搬入搬出ステーションにて、プレート（保持手段）と、この上に載置された積層体からなるワーク（被加圧物）をバスケットに搬入する。バスケットごとワークを予熱ステーションに送り、ここで加熱する。更に、加圧成形ステーションに送り、ここで圧力容器内に投入する。圧力容器に高温の温水を供給し、加熱、加圧し、積層体の成形を行う。成形後、バスケットを搬入搬出ステーションに戻し、バスケットからワークを取出す。といった工程を経て等方加圧成形が行われ、タクトタイムの短縮が図れると言うものである。
【０００６】
上記特開２００２−３５９９５号公報に提案の技術では、上述の特公平５−１６９６０号公報に提案の従来技術よりも効率は上がっている。しかし、予熱後のワークとバスケットを加圧成形ステーションに搬送するラインと、加圧成形後のワークとバスケットを搬入搬出ステーションに戻すラインとが一部重複している。このため、加圧成形後のワークとバスケットがその重複ラインを通過していない限り予熱後のワークとバスケットを加圧成形ステーションに搬送できない、また同様の理由で予熱後のワークとバスケットがその重複ラインを通過していない限り次に予熱するためのワークとバスケットを予熱ステーションに送り出すことができない、といった事態が起こり、タクトタイムが必ずしも十分に短縮されたとはいえない。特に、前者の、加圧成形後のワークとバスケットがその重複ラインを通過していない限り予熱後のワークとバスケットを加圧成形ステーションに搬送できない場合には、圧力容器の空き時間が多くなることであり、被加圧物の生産性を悪くするため改良の余地がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解消するためになしたものであって、その目的は、被処理物（単体で処理し得る被加圧物、あるいは被加圧物がバスケットなどの収納治具に収納された状態のものなどを含む）の生産性に大きな影響を有する圧力容器の空き時間を極力少なくし得る等方圧加圧成形方法及び装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成並びに作用を有する。
【０００９】
請求項１に係る発明は、被処理物を予熱炉で予熱する予熱工程と、この予熱工程後の被処理物を加圧ステーションの圧力容器内に入れ、圧力容器内に圧力媒体を注入し、加熱と共に等方圧加圧を行う加圧工程とを有するとともに、前記予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、この被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱するとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出を行う等方圧加圧成形方法である。
【００１０】
上記方法では、被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と、前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを有する被処理物装入装置を備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱するとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出を行うので、搬出部に加圧工程後の被処理物を取出しセットするのと入れ替えに予熱処理部にセットされた予熱処理後の被処理物を加圧工程の圧力容器に装入することができ、圧力容器の空き時間を少なくできる。また、引き続いて、予熱処理部では搬入した被処理物をセットし、予熱を行うことができる。一方、その予熱中に搬出部から加圧工程後の被処理物を搬出することができる。従って、前述の成形処理サイクルを繰り返すことにより効率の良い等方圧加圧成形が行える。
【００１１】
なお、上記構成において、特に限定するものではないが、予熱工程は、高温の液体を備えた予熱炉に被処理物を浸漬して加熱を行うものであってもよいし、予熱炉に高温の気体を送って加熱を行うものであってもよい。いずれの構成の予熱工程であっても、上記と同様の作用効果を享受することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、被処理物を予熱する予熱炉を備える予熱ステーションと、この予熱ステーションで予熱後の被処理物を圧力容器内に入れ、圧力容器内に圧力媒体を注入し、加熱と共に等方圧加圧を行う加圧ステーションとを有し、前記予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱可能とされているとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出可能とされている等方圧加圧成形装置である。
【００１３】
上記成形装置では、予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱可能とされているとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出可能とされているので、搬出部に加圧工程後の被処理物を取出しセットするのと入れ替えに予熱処理部にセットされた予熱処理後の被処理物を加圧工程の圧力容器に装入することができ、圧力容器の空き時間を少なくできる。また、引き続いて、予熱処理部に搬入された被処理物をセットし、予熱を行うことができるとともに、その予熱中に搬出部から加圧工程後の被処理物を搬出することができる。このような成形処理サイクルを繰り返すことができることから、予熱ステーション、加圧ステーションなどの各ステーションにおける作業や運転が無駄無く行え、効率の良い等方圧加圧成形処理が行える。
【００１４】
また、上記装置における被処理物は、被加圧物を圧力容器に収納するための収納治具にセットされたものであってもよい（請求項３）。
【００１５】
更に、前記ラックの上段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの下段ラックが前記予熱処理部であり、前記下段ラックが前記予熱炉の上に位置しているときに、あるいは前記ラックの下段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの上段ラックが前記予熱処理部であり、前記下段ラックが前記予熱炉の下に位置しているときに、前記加圧ステーションから被処理物を搬入する高さと同程度の高さになるように構成されているのがよい（請求項４，５）。このような構成をなすことによって、前記上段又は下段ラックに等方圧加圧処理後の被処理物を取り出すのと入れ替えに、前記下段又は上段ラックの予熱処理後の被処理物を加圧ステーションに搬入し、圧力容器に装入することができるので、圧力容器の空き時間を少なくできる。
又更に、前記ラックの上段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの下段ラックが前記予熱処理部であり、前記予熱処理部へ被処理物を搬入する作業台の高さと、前記予熱炉の出口の高さと、前記圧力容器の開口部の高さとが揃えられているのがよい（請求項６）。このような構成によって、前記上段ラックに等方圧加圧処理後の被処理物を取り出すのと入れ替えに、前記下段ラックの予熱処理後の被処理物を加圧ステーションに搬入し、圧力容器に装入することができるので、同様に圧力容器の空き時間を少なくできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図であって、１は搬入・搬出ステーション、２は予熱ステーション、３は加圧ステーションを示す。
【００１７】
搬入・搬出ステーション１は、被処理物４の準備などとその被処理物４を予熱ステーション２へ搬出する前工程作業、及び、加圧ステーション３で等方圧加圧処理された加圧処理済みの被処理物４の搬入とその処理などを行う後工程作業を行うもので、そのための作業台５や図示省略する準備ロボット、被処理物４を予熱ステーション２へ搬出及び予熱ステーション２から搬入するハンドリング装置を備える。なお、本例では被処理物４は、被加圧物（ワーク）６とこのワーク６がセットされた収納治具７からなり、搬入・搬出ステーション１においてセットされ、等方圧加圧処理されて戻ってきた時点で外される。この後、収納治具７は繰り返し使用される。
【００１８】
予熱ステーション２は、予熱炉８と、この予熱炉８に被処理物４を装入するための装入装置９と、予熱後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出及び等方圧加圧処理後の被処理物４を加圧ステーション３から搬入するハンドリング装置（図示せず）を備える。前記装入装置９は、昇降台１０と、この昇降台１０を昇降駆動する昇降装置１１とで構成されている。昇降台１０は、下段に被処理物４を予熱炉８に装入し予熱後に加圧ステーション３へ搬出するためのラック（予熱処理部）１２と、上段に加圧ステーション３から等方圧加圧処理後の被処理物４を収容し搬入・搬出ステーション１へと搬出するラック（搬出部）１３とを備える。そして、本実施形態では、上段ラック１３の高さが、下段ラック１２が予熱炉内に位置しているとき、搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さとなるように構成され、また、下段ラック１２が予熱炉８の上に位置しているとき、加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さと同程度の高さとなるように構成されている。
【００１９】
加圧ステーション３は、容器本体１４、上蓋１５、下蓋１６を備える圧力容器１７と、前記上蓋１５を昇降させて開閉するための昇降装置１８と、等方圧加圧中に圧力容器１７を密閉保持するためのプレスフレーム１９とを備えて構成されている。プレスフレーム１９は、図示省略する移動装置によって、処理位置と待機位置との間を往復移動する。そして、本実施形態では、上蓋の下に被処理物４を収容し得る収容ラック２０が設けられ、被処理物４の受入れ及び取出しができるようになっている。
【００２０】
次に、上記構成の等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。先ず、搬入・搬出ステーション１では、作業台５の上に、ワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション２では、先行する被処理物４が予熱炉８内に位置し予熱が行われ、また、加圧ステーション３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図１ａ参照）。
【００２１】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、予熱ステーション２では、昇降装置１１が作動し昇降台１０を予熱炉８の上に上昇させる。この昇降台１０の上昇で、下段ラック１２の予熱後の被処理物４は予熱炉８の上に出るとともに、上段ラック１３が加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さと同程度の高さに位置する。また、加圧ステーション３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図１ｂ参照）。
【００２２】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション３の昇降台１０の上段ラック１３に搬入する（図１ｃ参照）。
【００２３】
上段ラック１３に搬入後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を加圧ステーション３への搬出位置まで上昇させる（図２ｄ参照）。
【００２４】
下段ラック１２に載っている被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて下段ラック１２から加圧ステーション３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図２ｅ参照）。
【００２５】
この後、予熱ステーション２では、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を予熱炉８の上まで下降させる。一方、加圧ステーション３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図２ｆ参照）。
【００２６】
この後、搬入・搬出ステーション１の作業台５上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、予熱ステーション２の昇降台１０の下段ラック１２内に収納させる（図３ｇ参照）。
【００２７】
下段ラック１２に収納後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を下降させ予熱炉８内に装入し、予熱を開始する（図３ｈ参照）。
【００２８】
下段ラック１２側で予熱している間に上段ラック１３上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて搬入・搬出ステーション１の作業台５上に搬入する（図３ｉ参照）。
【００２９】
以下、図１ａ〜図３ｉまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図１ｃ〜図２ｅに示すように、上段ラック１３に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに下段ラック１２の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。
【００３０】
図４乃至図６は、本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。本例では、上記の図１乃至図３の例で予熱ステーション２における予熱炉８を下方に位置する場合を例としたのに対して、予熱炉８を上方に位置して設け予熱炉２１とするとともに、この予熱炉２１へ被処理物４を装入する昇降台１０のラックを上段ラック側とし、ラックの機能を上下入れ替え、下段ラック（搬出部）２２、上段ラック（予熱処理部）２３とした外は、基本的に上記の図１乃至図３の例と同じ構成のものである。このように予熱炉を上方に設置することも可能であり、通常、予熱媒体が気体の場合には、この例のように上方に設置することが多い。
【００３１】
搬入・搬出ステーション１は、上記の図１乃至図３の例と同じ構成である。すなわち、被処理物４の準備などとその被処理物４を予熱ステーション２へ搬出する前工程作業、及び、加圧ステーション３で等方圧加圧処理された加圧処理済みの被処理物４の搬入とその処理などを行う後工程作業を行うもので、そのための作業台５や図示省略する準備ロボット、被処理物４を予熱ステーション２へ搬出及び予熱ステーション２から搬入するハンドリング装置を備える。なお、本実施形態では被処理物４は、被加圧物（ワーク）６とこのワーク６がセットされた収納治具７からなり、搬入・搬出ステーション１においてセットされ、等方圧加圧処理されて戻ってきた時点で外される。この後、収納治具７は繰り返し使用される。
【００３２】
予熱ステーション２は、予熱炉２１と、この予熱炉２１に被処理物４を装入するための装入装置９と、予熱後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出及び等方圧加圧処理後の被処理物４を加圧ステーション３から搬入するハンドリング装置（図示せず）を備える。前記装入装置９は、昇降台１０と、この昇降台１０を昇降駆動する昇降装置１１とで構成されている。昇降台１０は、上段に被処理物４を予熱炉２１に装入し予熱後に加圧ステーション３へ搬出するためのラック（予熱処理部）２３と、下段に加圧ステーション３から等方圧加圧処理後の被処理物４を収容し搬入・搬出ステーション１へと搬出するラック（搬出部）２２とを備える。そして、本実施形態では、下段ラック２２の高さが、上段ラック２３が予熱炉内に位置しているとき、加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さと同程度の高さとなるように構成され、また、上段ラック２３が加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さに位置しているとき、搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さとなるように構成されている。
【００３３】
加圧ステーション３は、上記の図１乃至図３の例と同じ構成である。すなわち、容器本体１４、上蓋１５、下蓋１６を備える圧力容器１７と、前記上蓋１５を昇降させて開閉するための昇降装置１８と、等方圧加圧中に圧力容器１７を密閉保持するためのプレスフレーム１９とを備えて構成されている。プレスフレーム１９は、図示省略する移動装置によって、処理位置と待機位置との間を往復移動する。そして、本実施形態では、上蓋の下に被処理物４を収容し得る収容ラック２０が設けられ、被処理物４の受入れ及び取出しができるようになっている。
【００３４】
次に、上記構成の等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。先ず、搬入・搬出ステーション１では、作業台５の上に、ワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション２では、先行する被処理物４が予熱炉２１内に位置し予熱が行われ、また、加圧ステーション３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図４ａ参照）。
【００３５】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、加圧ステーション３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図４ｂ参照）。
【００３６】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション２の昇降台１０の下段ラック２２に搬入する（図４ｃ参照）。
【００３７】
下段ラック２２に搬入後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の上段ラック２３を予熱炉２１から加圧ステーション３への搬出位置まで下降させる（図５ｄ参照）。
【００３８】
上段ラック２３に載っている被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて上段ラック２３から加圧ステーション３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図５ｅ参照）。
【００３９】
この後、予熱ステーション２では、昇降装置１１を作動して昇降台１０の上段ラック２３を搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さまで下降させる。一方、加圧ステーション３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図５ｆ参照）。
【００４０】
この後、搬入・搬出ステーション１の作業台５上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、予熱ステーション２の昇降台１０の上段ラック２３内に収納させる（図６ｇ参照）。
【００４１】
上段ラック２３に収納後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック２２を搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さまで上昇させる（図６ｈ参照）。
【００４２】
この後、下段ラック２２上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて搬入・搬出ステーション１の作業台５上に搬入する（図６ｉ参照）。搬入後、更に上昇させて上段ラック２３を予熱炉２１内に装入し、予熱を開始する（図４ａ参照）。
【００４３】
以下、図４ａ〜図６ｉまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図４ｃ〜図５ｅに示すように、下段ラック２２に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに上段ラック２３の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。
【００４４】
なお、上述した例では、搬入・搬出ステーション１にて人が手作業にて被処理物４を準備、処理する（例えばワーク６を収納治具７より出し入れをする）ことを想定したもので、被処理物４の扱い位置が胸の位置（約９００ｍｍ）となるように被処理物４への動作を設定した。この搬入・搬出ステーション１の作業台５の高さに限定が無い場合には、図７乃至図９に示すように、作業台５の高さ、予熱炉８，２１の出口の高さ、圧力容器１７の開口部の高さを揃えるようにすることで、予熱ステーション２から予熱後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出した後、その位置で搬入・搬出ステーション１から次の被処理物４を搬入することができ、予熱ステーション２において昇降動作が少し簡単になる。
【００４５】
図７乃至図９は、本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。本例は、上記したように作業台５の高さ、予熱炉８の出口の高さ、圧力容器１７の開口部の高さを揃えるように構成したもので、その外の構成は、基本的に上記の図１乃至図３の例と同じ構成のものである。従って、各ステーションの構成の説明は割愛し、以下は上記等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。
【００４６】
先ず、搬入・搬出ステーション１では、作業台５上にワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション２では、先行する被処理物４が予熱炉８内に位置し予熱が行われ、また、加圧ステーション３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図７ａ参照）。
【００４７】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、加圧ステーション３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図７ｂ参照）。
【００４８】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション３の昇降台１０の上段ラック１３に搬入する（図７ｃ参照）。
【００４９】
上段ラック１３に搬入後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を加圧ステーション３への搬出位置（予熱炉８の上）まで上昇させる（図８ｄ参照）。
【００５０】
下段ラック１２に載っている予熱後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて下段ラック１２から加圧ステーション３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図８ｅ参照）。
【００５１】
この後、予熱ステーション２では、搬入・搬出ステーション１の作業台５上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、昇降台１０の下段ラック１２内に収納させる。一方、加圧ステーション３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図８ｆ参照）。
【００５２】
下段ラック１２に収納後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を下降させ予熱炉８内に装入し、予熱を開始する（図９ｇ参照）。
【００５３】
下段ラック１２側で予熱している間に上段ラック１３上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて搬入・搬出ステーション１の作業台５上に搬入する（図９ｈ参照）。
【００５４】
以下、図７ａ〜図９ｈまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図７ｃ〜図８ｅに示すように、上段ラック１３に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに下段ラック１２の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。また、図８ｄ〜図８ｆに示すように、下段ラック１２の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出した後、その位置で搬入・搬出ステーション１から次の被処理物４を下段ラック１２内に搬入することができ、予熱ステーション２においてラックの昇降動作が少し簡単になる。
【００５５】
図１０乃至図１１は、本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す概要図であって、上段は平面図、下段は正面図である。図において、３１は搬入・搬出ステーション、３２は予熱ステーション、３３は加圧ステーションを示す。
【００５６】
搬入・搬出ステーション３１は、被処理物４の準備などとその被処理物４を予熱ステーション３２へ搬出する前工程作業、及び、加圧ステーション３３で等方圧加圧処理された加圧処理済みの被処理物４の搬入とその処理などを行う後工程作業を行うもので、そのための作業台３４や図示省略する準備ロボット、被処理物４を予熱ステーション３２へ搬出及び予熱ステーション３２から搬入するハンドリング装置（装入装置）を備える。なお、本実施形態では被処理物４は、被加圧物（ワーク）６とこのワーク６がセットされた収納治具７からなり、搬入・搬出ステーション３１においてセットされ、等方圧加圧処理されて戻ってきた時点で外される。この後、収納治具７は繰り返し使用される。
【００５７】
予熱ステーション３２は、予熱炉３５と、この予熱炉３５に被処理物４を搬出入するための台車３６と、予熱後の被処理物４を加圧ステーション３３へ搬出及び等方圧加圧処理後の被処理物４を加圧ステーション３３から搬入するハンドリング装置（図示せず）を備える。前記台車３６は、台車３６上に進退方向に２つの被処理物４を載置し得る予熱処理部３７と搬出部３８のスペースを有し、図示省略する駆動装置によって予熱処理部３７側を予熱炉３５内に装入可能に構成されている。
【００５８】
加圧ステーション３３は、図示省略するが、上述した例と同構成のもので、容器本体１４、上蓋１５、下蓋１６を備える圧力容器１７と、前記上蓋１５を昇降させて開閉するための昇降装置１８と、等方圧加圧中に圧力容器１７を密閉保持するためのプレスフレーム１９とを備えて構成されている。プレスフレーム１９は、図示省略する移動装置によって、処理位置と待機位置との間を往復移動する。そして、本実施形態では、上蓋の下に被処理物４を収容し得る収容ラック２０が設けられ、被処理物４の受入れ及び取出しができるようになっている。
【００５９】
次に、上記構成の等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。先ず、搬入・搬出ステーション３１では、作業台３４上にワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション３２では、先行する被処理物４が台車３６の予熱処理部３７上に載せられ予熱炉３５内に位置し予熱が行われている。また、加圧ステーション３３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図１０ａ参照）。
【００６０】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、加圧ステーション３３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図１０ｂ参照）。
【００６１】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション３３の台車３６の搬出部３８に搬入する（図１０ｃ参照）。
【００６２】
搬出部３８に搬入後、駆動装置（図示せず）を作動して台車３６を後退させ、予熱処理部３７を予熱炉３５から引き出す。（図１０ｄ参照）。
【００６３】
予熱処理部３７に載っている予熱後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて予熱処理部３７から加圧ステーション３３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図１１ｅ参照）。
【００６４】
この後、予熱ステーション３２では、搬入・搬出ステーション３１の作業台３４上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、台車３６の予熱処理部３７に搬入する。一方、加圧ステーション３３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図１１ｆ参照）。
【００６５】
予熱処理部３７に搬入後、駆動装置（図示せず）により台車３６を前進させ予熱処理部３７を予熱炉３５内に装入し、予熱を開始する（図１１ｇ参照）。
【００６６】
予熱処理部３７の被処理物４を予熱している間に搬出部３８上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて作業ステーション３１の作業台３４上に搬入する（図１１ｈ参照）。
【００６７】
以下、図１０ａ〜図１１ｈまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図１０ｃ〜図１１ｅに示すように、搬出部３８に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに予熱処理部３７の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。また、本実施形態でも、図１０ｄ〜図１１ｆに示すように、予熱処理部３７の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３３へ搬出した後、その位置で搬入・搬出ステーション３１から次の被処理物４を予熱処理部３７上に搬入することができ、上述した予熱ステーション２においてラックを昇降動作させる形式よりは動作が少し簡単になる。
【００６８】
なお、上述した装入ハンドリング装置は、いずれも予備処理部と搬出部を各１つづつ計２つを有するものであるが、予備処理部又は搬出部を複数、計３つ以上有するものであってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る等方圧加圧成形方法によれば、被処理物の生産性に大きな影響を有する圧力容器の空き時間を少なくできる。また、等方圧加圧成形装置は、簡便な構成で以って、被処理物の生産性に大きな影響を有する圧力容器の空き時間を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図２】本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図３】本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図４】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図５】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図６】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図７】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図８】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図９】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図１０】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す概要図であって、上段は平面図、下段は正面図である。
【図１１】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す概要図であって、上段は平面図、下段は正面図である。
【符号の説明】
１：搬入・搬出ステーション ２：予熱ステーション
３：加圧ステーション ４：被処理物 ５：作業台
６：被加圧物（ワーク） ７：収納治具 ８：予熱炉
９：装入装置 １０：昇降台 １１：昇降装置
１２：ラック（予熱処理部） １３：ラック（搬出部）
１４：容器本体 １５：上蓋 １６：下蓋
１７：圧力容器 １８：昇降装置 １９：プレスフレーム
２０：収容ラック ２１：予熱炉
２２：下段ラック（搬出部） ２３：上段ラック（予熱処理部）
３１：搬入・搬出ステーション ３２：予熱ステーション
３３：加圧ステーション ３４：作業台 ３５：予熱炉
３６：台車 ３７：予熱処理部 ３８：搬出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、等方圧加圧成形方法及び装置に関し、特には、金属、セラミックス、樹脂、食品などの被加圧物を加熱し、効率良く等方圧加圧成形する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被加圧物を効率良く等方圧加圧成形する等方圧加圧成形方法としては、例えば、特公平５−１６９６０号公報、特開２００２−３５９９５号公報に提案されたものがある。
【０００３】
特公平５−１６９６０号公報に提案の温水等方圧加圧装置は、被加圧物を出し入れする開口部が温水液面上方に位置するように槽内の温水中に圧力容器を浸漬し、この圧力容器の前記開口部に気密に封止される蓋の下面に取り付けたラックに前記被加圧物を収納し、この被加圧物を反応容器内に収納すると共に温水を圧入することにより、この被加圧物を加圧成型する温水等方圧加圧装置において、前記蓋と結合するピストンを空気圧により駆動させることにより、前記蓋を前記開口部の上方から下降させてこの開口部に装着し、この開口部に装着した前記蓋を上昇させてこの開口部を開放する蓋昇降装置を設けると共に、前記ピストンを軸として前記蓋を前記開口部の上方位置とそれ以外の位置とに回転させる蓋回転装置とを設ける構成とし、この構成により、目的とする蒸気による作業性低下を防止できるとされている。
【０００４】
上記特公平５−１６９６０号公報に提案の技術では、蒸気による作業性低下を防止できるものの、圧力容器の蓋を上昇後に回転する必要があり、大掛かりな装置となる。また、蓋を上昇、回転させた後は、当該蓋を容器上方に戻し、下降して開口部に装着しない限り、圧力容器を稼動させることができず、効率があまり良くない。
【０００５】
また、特開２００２−３５９９５号公報に提案の等方加圧成形方法は、被加圧物を所定の形状に保持するための保持手段をあらかじめ加熱する予熱工程と、前記予熱工程後に、前記被加圧物を、前記保持手段に保持された状態でこれと共に圧力容器内に収納し、圧力容器内に高温の液体を注入して加熱し、前記液体を介して等方加圧を行う成形工程と、を有し、前記成形工程中に、次の成形を行う被加圧物に対し前記予熱工程により加熱を行うもので、これによりタクトタイムの短縮が図れるとされている。そして、要約すれば、搬入搬出ステーションにて、プレート（保持手段）と、この上に載置された積層体からなるワーク（被加圧物）をバスケットに搬入する。バスケットごとワークを予熱ステーションに送り、ここで加熱する。更に、加圧成形ステーションに送り、ここで圧力容器内に投入する。圧力容器に高温の温水を供給し、加熱、加圧し、積層体の成形を行う。成形後、バスケットを搬入搬出ステーションに戻し、バスケットからワークを取出す。といった工程を経て等方加圧成形が行われ、タクトタイムの短縮が図れると言うものである。
【０００６】
上記特開２００２−３５９９５号公報に提案の技術では、上述の特公平５−１６９６０号公報に提案の従来技術よりも効率は上がっている。しかし、予熱後のワークとバスケットを加圧成形ステーションに搬送するラインと、加圧成形後のワークとバスケットを搬入搬出ステーションに戻すラインとが一部重複している。このため、加圧成形後のワークとバスケットがその重複ラインを通過していない限り予熱後のワークとバスケットを加圧成形ステーションに搬送できない、また同様の理由で予熱後のワークとバスケットがその重複ラインを通過していない限り次に予熱するためのワークとバスケットを予熱ステーションに送り出すことができない、といった事態が起こり、タクトタイムが必ずしも十分に短縮されたとはいえない。特に、前者の、加圧成形後のワークとバスケットがその重複ラインを通過していない限り予熱後のワークとバスケットを加圧成形ステーションに搬送できない場合には、圧力容器の空き時間が多くなることであり、被加圧物の生産性を悪くするため改良の余地がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解消するためになしたものであって、その目的は、被処理物（単体で処理し得る被加圧物、あるいは被加圧物がバスケットなどの収納治具に収納された状態のものなどを含む）の生産性に大きな影響を有する圧力容器の空き時間を極力少なくし得る等方圧加圧成形方法及び装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成並びに作用を有する。
【０００９】
請求項１に係る発明は、被処理物を予熱炉で予熱する予熱工程と、この予熱工程後の被処理物を加圧ステーションの圧力容器内に入れ、圧力容器内に圧力媒体を注入し、加熱と共に等方圧加圧を行う加圧工程とを有するとともに、前記予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、この被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱するとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出を行う等方圧加圧成形方法である。
【００１０】
上記方法では、被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と、前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを有する被処理物装入装置を備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱するとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出を行うので、搬出部に加圧工程後の被処理物を取出しセットするのと入れ替えに予熱処理部にセットされた予熱処理後の被処理物を加圧工程の圧力容器に装入することができ、圧力容器の空き時間を少なくできる。また、引き続いて、予熱処理部では搬入した被処理物をセットし、予熱を行うことができる。一方、その予熱中に搬出部から加圧工程後の被処理物を搬出することができる。従って、前述の成形処理サイクルを繰り返すことにより効率の良い等方圧加圧成形が行える。
【００１１】
なお、上記構成において、特に限定するものではないが、予熱工程は、高温の液体を備えた予熱炉に被処理物を浸漬して加熱を行うものであってもよいし、予熱炉に高温の気体を送って加熱を行うものであってもよい。いずれの構成の予熱工程であっても、上記と同様の作用効果を享受することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、被処理物を予熱する予熱炉を備える予熱ステーションと、この予熱ステーションで予熱後の被処理物を圧力容器内に入れ、圧力容器内に圧力媒体を注入し、加熱と共に等方圧加圧を行う加圧ステーションとを有し、前記予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱可能とされているとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出可能とされている等方圧加圧成形装置である。
【００１３】
上記成形装置では、予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱可能とされているとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出可能とされているので、搬出部に加圧工程後の被処理物を取出しセットするのと入れ替えに予熱処理部にセットされた予熱処理後の被処理物を加圧工程の圧力容器に装入することができ、圧力容器の空き時間を少なくできる。また、引き続いて、予熱処理部に搬入された被処理物をセットし、予熱を行うことができるとともに、その予熱中に搬出部から加圧工程後の被処理物を搬出することができる。このような成形処理サイクルを繰り返すことができることから、予熱ステーション、加圧ステーションなどの各ステーションにおける作業や運転が無駄無く行え、効率の良い等方圧加圧成形処理が行える。
【００１４】
また、上記装置における被処理物は、被加圧物を圧力容器に収納するための収納治具にセットされたものであってもよい（請求項３）。
【００１５】
更に、前記ラックの上段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの下段ラックが前記予熱処理部であり、前記下段ラックが前記予熱炉の上に位置しているときに、あるいは前記ラックの下段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの上段ラックが前記予熱処理部であり、前記下段ラックが前記予熱炉の下に位置しているときに、前記加圧ステーションから被処理物を搬入する高さと同程度の高さになるように構成されているのがよい（請求項４，５）。このような構成をなすことによって、前記上段又は下段ラックに等方圧加圧処理後の被処理物を取り出すのと入れ替えに、前記下段又は上段ラックの予熱処理後の被処理物を加圧ステーションに搬入し、圧力容器に装入することができるので、圧力容器の空き時間を少なくできる。
又更に、前記ラックの上段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの下段ラックが前記予熱処理部であり、前記予熱処理部へ被処理物を搬入する作業台の高さと、前記予熱炉の出口の高さと、前記圧力容器の開口部の高さとが揃えられているのがよい（請求項６）。このような構成によって、前記上段ラックに等方圧加圧処理後の被処理物を取り出すのと入れ替えに、前記下段ラックの予熱処理後の被処理物を加圧ステーションに搬入し、圧力容器に装入することができるので、同様に圧力容器の空き時間を少なくできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図であって、１は搬入・搬出ステーション、２は予熱ステーション、３は加圧ステーションを示す。
【００１７】
搬入・搬出ステーション１は、被処理物４の準備などとその被処理物４を予熱ステーション２へ搬出する前工程作業、及び、加圧ステーション３で等方圧加圧処理された加圧処理済みの被処理物４の搬入とその処理などを行う後工程作業を行うもので、そのための作業台５や図示省略する準備ロボット、被処理物４を予熱ステーション２へ搬出及び予熱ステーション２から搬入するハンドリング装置を備える。なお、本例では被処理物４は、被加圧物（ワーク）６とこのワーク６がセットされた収納治具７からなり、搬入・搬出ステーション１においてセットされ、等方圧加圧処理されて戻ってきた時点で外される。この後、収納治具７は繰り返し使用される。
【００１８】
予熱ステーション２は、予熱炉８と、この予熱炉８に被処理物４を装入するための装入装置９と、予熱後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出及び等方圧加圧処理後の被処理物４を加圧ステーション３から搬入するハンドリング装置（図示せず）を備える。前記装入装置９は、昇降台１０と、この昇降台１０を昇降駆動する昇降装置１１とで構成されている。昇降台１０は、下段に被処理物４を予熱炉８に装入し予熱後に加圧ステーション３へ搬出するためのラック（予熱処理部）１２と、上段に加圧ステーション３から等方圧加圧処理後の被処理物４を収容し搬入・搬出ステーション１へと搬出するラック（搬出部）１３とを備える。そして、本実施形態では、上段ラック１３の高さが、下段ラック１２が予熱炉内に位置しているとき、搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さとなるように構成され、また、下段ラック１２が予熱炉８の上に位置しているとき、加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さと同程度の高さとなるように構成されている。
【００１９】
加圧ステーション３は、容器本体１４、上蓋１５、下蓋１６を備える圧力容器１７と、前記上蓋１５を昇降させて開閉するための昇降装置１８と、等方圧加圧中に圧力容器１７を密閉保持するためのプレスフレーム１９とを備えて構成されている。プレスフレーム１９は、図示省略する移動装置によって、処理位置と待機位置との間を往復移動する。そして、本実施形態では、上蓋の下に被処理物４を収容し得る収容ラック２０が設けられ、被処理物４の受入れ及び取出しができるようになっている。
【００２０】
次に、上記構成の等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。先ず、搬入・搬出ステーション１では、作業台５の上に、ワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション２では、先行する被処理物４が予熱炉８内に位置し予熱が行われ、また、加圧ステーション３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図１ａ参照）。
【００２１】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、予熱ステーション２では、昇降装置１１が作動し昇降台１０を予熱炉８の上に上昇させる。この昇降台１０の上昇で、下段ラック１２の予熱後の被処理物４は予熱炉８の上に出るとともに、上段ラック１３が加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さと同程度の高さに位置する。また、加圧ステーション３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図１ｂ参照）。
【００２２】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション３の昇降台１０の上段ラック１３に搬入する（図１ｃ参照）。
【００２３】
上段ラック１３に搬入後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を加圧ステーション３への搬出位置まで上昇させる（図２ｄ参照）。
【００２４】
下段ラック１２に載っている被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて下段ラック１２から加圧ステーション３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図２ｅ参照）。
【００２５】
この後、予熱ステーション２では、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を予熱炉８の上まで下降させる。一方、加圧ステーション３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図２ｆ参照）。
【００２６】
この後、搬入・搬出ステーション１の作業台５上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、予熱ステーション２の昇降台１０の下段ラック１２内に収納させる（図３ｇ参照）。
【００２７】
下段ラック１２に収納後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を下降させ予熱炉８内に装入し、予熱を開始する（図３ｈ参照）。
【００２８】
下段ラック１２側で予熱している間に上段ラック１３上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて搬入・搬出ステーション１の作業台５上に搬入する（図３ｉ参照）。
【００２９】
以下、図１ａ〜図３ｉまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図１ｃ〜図２ｅに示すように、上段ラック１３に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに下段ラック１２の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。
【００３０】
図４乃至図６は、本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。本例では、上記の図１乃至図３の例で予熱ステーション２における予熱炉８を下方に位置する場合を例としたのに対して、予熱炉８を上方に位置して設け予熱炉２１とするとともに、この予熱炉２１へ被処理物４を装入する昇降台１０のラックを上段ラック側とし、ラックの機能を上下入れ替え、下段ラック（搬出部）２２、上段ラック（予熱処理部）２３とした外は、基本的に上記の図１乃至図３の例と同じ構成のものである。このように予熱炉を上方に設置することも可能であり、通常、予熱媒体が気体の場合には、この例のように上方に設置することが多い。
【００３１】
搬入・搬出ステーション１は、上記の図１乃至図３の例と同じ構成である。すなわち、被処理物４の準備などとその被処理物４を予熱ステーション２へ搬出する前工程作業、及び、加圧ステーション３で等方圧加圧処理された加圧処理済みの被処理物４の搬入とその処理などを行う後工程作業を行うもので、そのための作業台５や図示省略する準備ロボット、被処理物４を予熱ステーション２へ搬出及び予熱ステーション２から搬入するハンドリング装置を備える。なお、本実施形態では被処理物４は、被加圧物（ワーク）６とこのワーク６がセットされた収納治具７からなり、搬入・搬出ステーション１においてセットされ、等方圧加圧処理されて戻ってきた時点で外される。この後、収納治具７は繰り返し使用される。
【００３２】
予熱ステーション２は、予熱炉２１と、この予熱炉２１に被処理物４を装入するための装入装置９と、予熱後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出及び等方圧加圧処理後の被処理物４を加圧ステーション３から搬入するハンドリング装置（図示せず）を備える。前記装入装置９は、昇降台１０と、この昇降台１０を昇降駆動する昇降装置１１とで構成されている。昇降台１０は、上段に被処理物４を予熱炉２１に装入し予熱後に加圧ステーション３へ搬出するためのラック（予熱処理部）２３と、下段に加圧ステーション３から等方圧加圧処理後の被処理物４を収容し搬入・搬出ステーション１へと搬出するラック（搬出部）２２とを備える。そして、本実施形態では、下段ラック２２の高さが、上段ラック２３が予熱炉内に位置しているとき、加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さと同程度の高さとなるように構成され、また、上段ラック２３が加圧ステーション３から被処理物４を搬入する高さに位置しているとき、搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さとなるように構成されている。
【００３３】
加圧ステーション３は、上記の図１乃至図３の例と同じ構成である。すなわち、容器本体１４、上蓋１５、下蓋１６を備える圧力容器１７と、前記上蓋１５を昇降させて開閉するための昇降装置１８と、等方圧加圧中に圧力容器１７を密閉保持するためのプレスフレーム１９とを備えて構成されている。プレスフレーム１９は、図示省略する移動装置によって、処理位置と待機位置との間を往復移動する。そして、本実施形態では、上蓋の下に被処理物４を収容し得る収容ラック２０が設けられ、被処理物４の受入れ及び取出しができるようになっている。
【００３４】
次に、上記構成の等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。先ず、搬入・搬出ステーション１では、作業台５の上に、ワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション２では、先行する被処理物４が予熱炉２１内に位置し予熱が行われ、また、加圧ステーション３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図４ａ参照）。
【００３５】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、加圧ステーション３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図４ｂ参照）。
【００３６】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション２の昇降台１０の下段ラック２２に搬入する（図４ｃ参照）。
【００３７】
下段ラック２２に搬入後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の上段ラック２３を予熱炉２１から加圧ステーション３への搬出位置まで下降させる（図５ｄ参照）。
【００３８】
上段ラック２３に載っている被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて上段ラック２３から加圧ステーション３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図５ｅ参照）。
【００３９】
この後、予熱ステーション２では、昇降装置１１を作動して昇降台１０の上段ラック２３を搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さまで下降させる。一方、加圧ステーション３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図５ｆ参照）。
【００４０】
この後、搬入・搬出ステーション１の作業台５上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、予熱ステーション２の昇降台１０の上段ラック２３内に収納させる（図６ｇ参照）。
【００４１】
上段ラック２３に収納後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック２２を搬入・搬出ステーション１の作業台５と同程度の高さまで上昇させる（図６ｈ参照）。
【００４２】
この後、下段ラック２２上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて搬入・搬出ステーション１の作業台５上に搬入する（図６ｉ参照）。搬入後、更に上昇させて上段ラック２３を予熱炉２１内に装入し、予熱を開始する（図４ａ参照）。
【００４３】
以下、図４ａ〜図６ｉまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図４ｃ〜図５ｅに示すように、下段ラック２２に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに上段ラック２３の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。
【００４４】
なお、上述した例では、搬入・搬出ステーション１にて人が手作業にて被処理物４を準備、処理する（例えばワーク６を収納治具７より出し入れをする）ことを想定したもので、被処理物４の扱い位置が胸の位置（約９００ｍｍ）となるように被処理物４への動作を設定した。この搬入・搬出ステーション１の作業台５の高さに限定が無い場合には、図７乃至図９に示すように、作業台５の高さ、予熱炉８，２１の出口の高さ、圧力容器１７の開口部の高さを揃えるようにすることで、予熱ステーション２から予熱後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出した後、その位置で搬入・搬出ステーション１から次の被処理物４を搬入することができ、予熱ステーション２において昇降動作が少し簡単になる。
【００４５】
図７乃至図９は、本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。本例は、上記したように作業台５の高さ、予熱炉８の出口の高さ、圧力容器１７の開口部の高さを揃えるように構成したもので、その外の構成は、基本的に上記の図１乃至図３の例と同じ構成のものである。従って、各ステーションの構成の説明は割愛し、以下は上記等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。
【００４６】
先ず、搬入・搬出ステーション１では、作業台５上にワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション２では、先行する被処理物４が予熱炉８内に位置し予熱が行われ、また、加圧ステーション３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図７ａ参照）。
【００４７】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、加圧ステーション３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図７ｂ参照）。
【００４８】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション３の昇降台１０の上段ラック１３に搬入する（図７ｃ参照）。
【００４９】
上段ラック１３に搬入後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を加圧ステーション３への搬出位置（予熱炉８の上）まで上昇させる（図８ｄ参照）。
【００５０】
下段ラック１２に載っている予熱後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて下段ラック１２から加圧ステーション３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図８ｅ参照）。
【００５１】
この後、予熱ステーション２では、搬入・搬出ステーション１の作業台５上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、昇降台１０の下段ラック１２内に収納させる。一方、加圧ステーション３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図８ｆ参照）。
【００５２】
下段ラック１２に収納後、昇降装置１１を作動して昇降台１０の下段ラック１２を下降させ予熱炉８内に装入し、予熱を開始する（図９ｇ参照）。
【００５３】
下段ラック１２側で予熱している間に上段ラック１３上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて搬入・搬出ステーション１の作業台５上に搬入する（図９ｈ参照）。
【００５４】
以下、図７ａ〜図９ｈまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図７ｃ〜図８ｅに示すように、上段ラック１３に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに下段ラック１２の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。また、図８ｄ〜図８ｆに示すように、下段ラック１２の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３へ搬出した後、その位置で搬入・搬出ステーション１から次の被処理物４を下段ラック１２内に搬入することができ、予熱ステーション２においてラックの昇降動作が少し簡単になる。
【００５５】
図１０乃至図１１は、本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す概要図であって、上段は平面図、下段は正面図である。図において、３１は搬入・搬出ステーション、３２は予熱ステーション、３３は加圧ステーションを示す。
【００５６】
搬入・搬出ステーション３１は、被処理物４の準備などとその被処理物４を予熱ステーション３２へ搬出する前工程作業、及び、加圧ステーション３３で等方圧加圧処理された加圧処理済みの被処理物４の搬入とその処理などを行う後工程作業を行うもので、そのための作業台３４や図示省略する準備ロボット、被処理物４を予熱ステーション３２へ搬出及び予熱ステーション３２から搬入するハンドリング装置（装入装置）を備える。なお、本実施形態では被処理物４は、被加圧物（ワーク）６とこのワーク６がセットされた収納治具７からなり、搬入・搬出ステーション３１においてセットされ、等方圧加圧処理されて戻ってきた時点で外される。この後、収納治具７は繰り返し使用される。
【００５７】
予熱ステーション３２は、予熱炉３５と、この予熱炉３５に被処理物４を搬出入するための台車３６と、予熱後の被処理物４を加圧ステーション３３へ搬出及び等方圧加圧処理後の被処理物４を加圧ステーション３３から搬入するハンドリング装置（図示せず）を備える。前記台車３６は、台車３６上に進退方向に２つの被処理物４を載置し得る予熱処理部３７と搬出部３８のスペースを有し、図示省略する駆動装置によって予熱処理部３７側を予熱炉３５内に装入可能に構成されている。
【００５８】
加圧ステーション３３は、図示省略するが、上述した例と同構成のもので、容器本体１４、上蓋１５、下蓋１６を備える圧力容器１７と、前記上蓋１５を昇降させて開閉するための昇降装置１８と、等方圧加圧中に圧力容器１７を密閉保持するためのプレスフレーム１９とを備えて構成されている。プレスフレーム１９は、図示省略する移動装置によって、処理位置と待機位置との間を往復移動する。そして、本実施形態では、上蓋の下に被処理物４を収容し得る収容ラック２０が設けられ、被処理物４の受入れ及び取出しができるようになっている。
【００５９】
次に、上記構成の等方圧加圧成形装置による処理手順について説明する。先ず、搬入・搬出ステーション３１では、作業台３４上にワーク６を収納治具７内にセットした被処理物４が準備される。一方、予熱ステーション３２では、先行する被処理物４が台車３６の予熱処理部３７上に載せられ予熱炉３５内に位置し予熱が行われている。また、加圧ステーション３３では、更に先行する被処理物４が圧力容器１７内に収容され、所定の圧力で等方圧加圧処理がなされている（図１０ａ参照）。
【００６０】
予熱並びに等方加圧処理が完了すると、加圧ステーション３３では、加圧力が除荷されると共にプレスフレーム１９が待機位置に移動し、昇降装置１８により上蓋１５が上昇して等方圧加圧後の被処理物４が取出し位置に位置する（図１０ｂ参照）。
【００６１】
この後、等方圧加圧後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて収容ラック２０より取出し、予熱ステーション３３の台車３６の搬出部３８に搬入する（図１０ｃ参照）。
【００６２】
搬出部３８に搬入後、駆動装置（図示せず）を作動して台車３６を後退させ、予熱処理部３７を予熱炉３５から引き出す。（図１０ｄ参照）。
【００６３】
予熱処理部３７に載っている予熱後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて予熱処理部３７から加圧ステーション３３へと搬入し、上蓋１５の収容ラック２０内に収容する（図１１ｅ参照）。
【００６４】
この後、予熱ステーション３２では、搬入・搬出ステーション３１の作業台３４上に準備した被処理物４をハンドリング装置（図示せず）を用いて搬出し、台車３６の予熱処理部３７に搬入する。一方、加圧ステーション３３では、昇降装置１８により上蓋１５を下降させ被処理物４を圧力容器１７内に収容させるとともに、プレスフレーム１９を待機位置から処理位置に移動させ、所定の圧力を加圧して等方圧加圧処理を開始する（図１１ｆ参照）。
【００６５】
予熱処理部３７に搬入後、駆動装置（図示せず）により台車３６を前進させ予熱処理部３７を予熱炉３５内に装入し、予熱を開始する（図１１ｇ参照）。
【００６６】
予熱処理部３７の被処理物４を予熱している間に搬出部３８上の等方圧加圧処理後の被処理物４を、ハンドリング装置（図示せず）を用いて作業ステーション３１の作業台３４上に搬入する（図１１ｈ参照）。
【００６７】
以下、図１０ａ〜図１１ｈまでの作業及び操作を繰り返すことで被処理物４の等方圧加圧処理が効率的に行える。特に図１０ｃ〜図１１ｅに示すように、搬出部３８に等方圧加圧処理後の被処理物４を取出すのと入れ替えに予熱処理部３７の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３３に搬入し、圧力容器１７に装入することができるので、圧力容器１７の空き時間を少なくできる。また、本実施形態でも、図１０ｄ〜図１１ｆに示すように、予熱処理部３７の予熱処理後の被処理物４を加圧ステーション３３へ搬出した後、その位置で搬入・搬出ステーション３１から次の被処理物４を予熱処理部３７上に搬入することができ、上述した予熱ステーション２においてラックを昇降動作させる形式よりは動作が少し簡単になる。
【００６８】
なお、上述した装入ハンドリング装置は、いずれも予備処理部と搬出部を各１つづつ計２つを有するものであるが、予備処理部又は搬出部を複数、計３つ以上有するものであってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る等方圧加圧成形方法によれば、被処理物の生産性に大きな影響を有する圧力容器の空き時間を少なくできる。また、等方圧加圧成形装置は、簡便な構成で以って、被処理物の生産性に大きな影響を有する圧力容器の空き時間を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図２】本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図３】本発明に係る等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図４】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図５】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図６】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図７】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図８】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図９】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す一部断面示説明図である。
【図１０】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す概要図であって、上段は平面図、下段は正面図である。
【図１１】本発明に係る別の実施形態の等方圧加圧成形装置とその装置を用いた処理手順を示す概要図であって、上段は平面図、下段は正面図である。
【符号の説明】
１：搬入・搬出ステーション ２：予熱ステーション
３：加圧ステーション ４：被処理物 ５：作業台
６：被加圧物（ワーク） ７：収納治具 ８：予熱炉
９：装入装置 １０：昇降台 １１：昇降装置
１２：ラック（予熱処理部） １３：ラック（搬出部）
１４：容器本体 １５：上蓋 １６：下蓋
１７：圧力容器 １８：昇降装置 １９：プレスフレーム
２０：収容ラック ２１：予熱炉
２２：下段ラック（搬出部） ２３：上段ラック（予熱処理部）
３１：搬入・搬出ステーション ３２：予熱ステーション
３３：加圧ステーション ３４：作業台 ３５：予熱炉
３６：台車 ３７：予熱処理部 ３８：搬出部
Claims (6)
- 被処理物を予熱炉で予熱する予熱工程と、この予熱工程後の被処理物を加圧ステーションの圧力容器内に入れ、圧力容器内に圧力媒体を注入し、加熱と共に等方圧加圧を行う加圧工程とを有するとともに、前記予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、この被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱するとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出を行うことを特徴とする等方圧加圧成形方法。
- 被処理物を予熱する予熱炉を備える予熱ステーションと、この予熱ステーションで予熱後の被処理物を圧力容器内に入れ、圧力容器内に圧力媒体を注入し、加熱と共に等方圧加圧を行う加圧ステーションとを有し、前記予熱炉へ被処理物を装入する装入装置が、被処理物を前記予熱炉に装入し予熱後に前記加圧ステーションへ搬出する予熱処理部と前記加圧ステーションから等方圧加圧後の被処理物を搬出する搬出部とを上下に備えるラックと、このラックを昇降する昇降手段とを備え、この装入装置により、被処理物を前記予熱処理部にセットした状態で予熱可能とされているとともに、前記予熱処理部と前記搬出部とに等方加圧前の被処理物と等方加圧後の被処理物とを各々収容した状態で前記昇降手段を昇降させて前記被処理物の搬入・搬出可能とされていることを特徴とする等方圧加圧成形装置。
- 被処理物が、被加圧物を圧力容器に収納するための収納治具にセットされたものである請求項２に記載の等方圧加圧成形装置。
- 前記ラックの上段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの下段ラックが前記予熱処理部であり、前記下段ラックが前記予熱炉の上に位置しているときに、前記加圧ステーションから被処理物を搬入する高さと同程度の高さになるように構成されていることを特徴とする請求項２又３に記載の等方圧加圧成形装置。
- 前記ラックの下段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの上段ラックが前記予熱処理部であり、前記下段ラックが前記予熱炉の下に位置しているときに、前記加圧ステーションから被処理物を搬入する高さと同程度の高さになるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の等方圧加圧成形装置。
- 前記ラックの上段ラックが前記搬出部であると共に前記ラックの下段ラックが前記予熱処理部であり、前記予熱処理部へ被処理物を搬入する作業台の高さと、前記予熱炉の出口の高さと、前記圧力容器の開口部の高さとが揃えられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の等方圧加圧成形装置。
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